Einführung

Das Lernprogramm behandelt die Analyse von Ausgleichsvorgängen in linearen elektrischen Netzen mit Hilfe der Laplace-Transformation.

Dieses Teilgebiet der Lehrveranstaltung Grundlagen der Elektrotechnik wird an der TU Ilmenau für Studentinnen und Studenten in elektrotechnischen und nichtelektrotechnischen Studiengängen ab 3. Semester behandelt.

Die Transformationsbeziehungen, wichtigsten Eigenschaften (Rechenregeln) und Korrespondenzen (Zeitfunktion Bildfunktion) werden nachvollziehbar hergeleitet.

Das Aufstellen der Bildfunktionen für die gesuchten Netzgrößen (Stromzeitfunktionen, Spannungszeitfunktionen) führt auf gebrochen rationale Funktionen. Partialbruchansatz, Bestimmung der Koeffizienten der Terme und gliedweise Rücktransformation mittels Korrespondenzen führen zu den gesuchten Zeitfunktionen.

Aussagen zum Übertragungsverhalten von LTI-Systemen (Linear Time Invariant) schlagen die Brücke zu systemtheoretischen Betrachtungen.

Das Kompendium fasst das Kernwissen strukturiert zusammen.

11 Beispiele und 21 Aufgaben werden mit MATHCAD-Arbeitsblättern angeboten. Die Arbeitsblätter bieten den Lösungsweg, ermöglichen Parametervariation bei der Veranschaulichung der Ergebnisse und geben einen Einblick in Leistungsfähigkeit und Grenzen der Computeralgebrasysteme bei der Rücktransformation von Bildfunktionen in den Originalraum.

6 hochinteraktive Animationen mit Experimentieranleitungen ermöglichen in Echtzeit die Visualisierung komplexer Sachverhalte.

Autor: Prof. Dr.-Ing. habil. E. Wagner